Question

Сколько необходимо сжечь спирта, чтобы 3 кг льда, взятого при температуре -5С, расплавить и 1 кг полученной воды превратить в пар. КПД спиртовки 50%. При решении задачи пользоваться таблицами.

Answer 1

Ответ:

нагревание льда 2 кг

Q1=c1m1*dT=2100*2*(0-(-5))=21 кДж

плавление льда 2 кг

Q2=λm1 =330 кДж/кг * 2 кг = 660 кДж

нагревание воды 1 кг

Q3 = c2m2*dT =4200*1*(100-0)=420 кДж

испарение воды 1 кг

Q4= Lm2 =2260 кДж\кг * 1 кг = 2260 кДж

полезная энергия Q=Q1+Q2+Q3+Q4=21+660+420+2260 =3361 кДж

КПД спиртовки 40% (0.4)

полная энергия при сгорании W=Q/КПД =3361/0.4 =8402,5 кДж=8402,5 *10^3 Дж

масса спирта m=W/q =8402,5 *10^3 / (2.7*10^7)=0.3112 кг=311.2 г

ОТВЕТ 0.3112 кг=311.2 г

Answer 2

Для решения данной задачи нам нужно определить, сколько тепла необходимо для расплавления льда и для испарения воды, а затем вычислить количество сжигаемого спирта с учетом КПД спиртовки.

1. Расплавление льда: Для расплавления 1 кг льда требуется 333.55 кДж (килоджоуля) тепла.

Для 3 кг льда: 333.55 кДж/kg * 3 kg = 1000.65 кДж

2. Испарение воды: Для испарения 1 кг воды при температуре 100°C требуется 2257 кДж тепла.

Для 1 кг воды: 2257 кДж

Для 1 кг воды, превращенной в пар: 2257 кДж/kg * 1 kg = 2257 кДж

3. Общее количество тепла: Общее количество тепла, необходимое для расплавления льда и испарения воды: 1000.65 кДж + 2257 кДж = 3257.65 кДж

4. Учет КПД спиртовки: КПД спиртовки составляет 50%, что означает, что только половина выделившегося тепла будет использована.

Пусть Q_спирт - количество тепла, выделившегося при сжигании спирта. Тогда Q_используемое = Q_спирт * 0.5 (учитывая КПД)

Следовательно, Q_используемое = 3257.65 кДж * 0.5 = 1628.825 кДж

5. Расчет количества сжигаемого спирта: Теплота сгорания спирта составляет около 30 МДж/kg или 30 000 кДж/kg.

Количество спирта = Q_используемое / Теплота_сгорания_спирта Количество спирта = 1628.825 кДж / 30 000 кДж/kg ≈ 0.0543 кг

Итак, примерно 0.0543 кг спирта нужно сжечь, чтобы расплавить 3 кг льда при температуре -5°C и превратить 1 кг полученной воды в пар, учитывая КПД спиртовки 50%.